海上無人飛行器航路規(guī)劃與多任務(wù)分配方法研究.pdf

1、隨著航空、航天科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無人飛行器（簡稱UAV）將在未來戰(zhàn)爭中扮演重要的角色?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中，海上戰(zhàn)爭成為越來越重要的一部分。由于海域特殊的地理環(huán)境與氣象條件，使得具有良好的隱蔽性和快速反映能力的潛艇與海上無人飛行器，受到越來越多的關(guān)注。航路規(guī)劃作為提高無人飛行器作戰(zhàn)效能的重要手段，也越來越受到裝備制造和作戰(zhàn)指揮人員的重視。本文在分析傳統(tǒng)A*算法和標(biāo)準(zhǔn)稀疏A*（SAS）算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的航路規(guī)劃應(yīng)用，提出了改進(jìn)稀疏A*的策略和方

2、法，并針對海上無人飛行器的任務(wù)規(guī)劃問題進(jìn)行了研究，為海上航路快速規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。
　　 具體研究成果如下：
　　 (1)討論在海面上，不考慮地形對UAV 航路規(guī)劃影響的情況下，解決海上無人飛行器突防航路規(guī)劃問題，建立以斜橢圓為禁飛區(qū)、威脅區(qū)的戰(zhàn)場模型，采用規(guī)避禁飛區(qū)、繞過威脅區(qū)的規(guī)劃方法，建立適合的航路尋優(yōu)啟發(fā)信息和代價(jià)函數(shù)，利用改進(jìn)的稀疏A*（I-SAS）算法進(jìn)行全局航路規(guī)劃，尋求近似最優(yōu)航路。
　　 (2)為

3、減小武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)反應(yīng)時(shí)間，提高任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)的信息處理速度，從便于工程實(shí)現(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，采用基于幾何關(guān)系的快速航路規(guī)劃方法，找到能規(guī)避禁飛區(qū)的可行航路，且該航路能滿足無人飛行器的轉(zhuǎn)彎半徑和轉(zhuǎn)彎角度等約束條件的要求。
　　 (3)將航路規(guī)劃空間由二維擴(kuò)展到三維，討論海上無人飛行器低空突防情況下的航路規(guī)劃問題。使用帶有海島高度、標(biāo)記海浪區(qū)域高度信息的數(shù)字地圖，在I-SAS的基礎(chǔ)上進(jìn)行三維航路規(guī)劃，將三維航路規(guī)劃問題分解為兩個(gè)